基于软件知识图谱的代码语义标签自动生成方法

开源及企业软件项目和各类软件开发网站上的代码片段是重要的软件开发资源.然而,很多开发者代码搜索需求反映的代码的高层意图和主题难以通过基于代码文本的信息检索技术来实现精准的代码搜索.因此,反映代码整体意图和主题的语义标签对于改进代码搜索、辅助代码理解都具有十分重要的作用.现有的标签生成技术主要面向文本内容或依赖于历史数据,无法满足大范围代码语义标注和辅助搜索、理解的需要.针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的代码语义标签自动生成方法KGCodeTagger.该方法通过基于API文档和软件开发问答文本的概念和关系抽取构造软件知识图谱,作为代码语义标签生成的基础.针对给定的代码,该方法识别并抽取出通用API调用或概念提及,并链接到软件知识图谱中的相关概念上.在此基础上,该方法进一步识别与所链接的概念相关的其他概念作为候选,然后按照多样性和代表性排序,产生最终的代码语义标签.通过实验对KGCodeTagger软件知识图谱构建的各个步骤进行了评估,并通过与几个已有的基准方法的比较,对所生成的代码语义标签质量进行了评估.实验结果表明,KGCodeTagger的软件知识图谱构建步骤是合理有效的,该方法所生成的代码语义标签是高质量、有意义的,能够帮助开发人员快速理解代码的意图.     

电力领域语义搜索系统的构建方法

电力领域不断累积大量的数据资源,包含相关标准规范、技术文档、管理文档、故障解决记录等等,如何对这些文档进行快速查询和智能搜索,对于电网调度与故障恢复具有重要价值.传统的电力领域搜索系统都是基于关键词来实现,存在查准率和召回率低的问题,无法理解业务语言,无法支持语义推理.本文设计实现一种基于知识图谱的电力领域语义搜索系统的构建方法,通过智能领域分词技术对非结构化数据进行语义知识提取,组织并存储为知识图谱,基于知识图谱来实现支持推理的语义搜索.介绍了领域语义搜索系统构建流程,并进行平台实现,实验表明该方法查准率和召回率均有较大提升.     

基于代码结构知识的软件文档语义搜索方法

自然语言文本形式的文档是软件项目的重要组成部分.如何帮助开发者在大量文档中进行高效、准确的信息定位,是软件复用领域中的一个重要研究问题.提出了一种基于代码结构知识的软件文档语义搜索方法.该方法从软件项目的源代码中解析出代码结构图,并以此作为领域特定的知识来帮助机器理解自然语言文本的语义.这一语义信息与信息检索技术相结合,从而实现了对软件文档的语义检索.在StackOverflow问答文档数据集上的实验表明,与多种文本检索方法相比,该方法在平均准确率（mean average precision,简称MAP）上可以取得至少13.77%的提升.     

基于深度学习的程序生成与补全技术研究进展

自动化软件开发一直是软件工程领域的研究热点.目前,互联网技术促进了开源软件和开源社区的发展,这些大规模的代码和数据成为自动化软件开发的机遇.与此同时,深度学习也在软件工程领域开始得到应用.如何将深度学习技术用于大规模代码的学习,并实现机器自动编写程序,是人工智能与软件工程领域的共同期望.机器自动编写程序,辅助甚至在一定程度上代替程序员开发程序,极大地减轻了程序员的开发负担,提高了软件开发的效率和质量.目前,基于深度学习方法自动编写程序主要从两个方面实现：程序生成和代码补全.对这两个方面的应用以及主要涉及的深度学习模型进行了介绍.     

选择式机器阅读理解综述

机器阅读理解是自然语言处理领域的研究热点之一,对提升机器阅读能力和智能水平有着重要意义,为跟进相关领域的研究进展对其进行综述。首先,介绍机器阅读理解的发展历程及主要任务;其次,重点梳理当前选择式机器阅读理解基于深度学习方法的相关工作,并从语义匹配、预训练模型、语义推理、外部知识四个方面展开叙述;归纳总结了相关数据集以及评价指标;最后,对选择式机器阅读理解的未来发展趋势进行了展望。     

知识图谱补全技术研究综述

作为一种新兴的数据结构，知识图谱被广泛用于搜索引擎、推荐系统、对话系统等诸多领域中.知识图谱补全(knowledge graph completion)是通过不同的方法，对图谱中的三元组残缺项进行补充.本文以模型构造方法为视角，从Trans结构、神经网络和张量分解三类方法对已有知识图谱补全的相关技术研究进行深入探讨，分析了不同补全技术的优缺点.指出了Trans结构模型和张量分解模型适用于大规模的知识图谱补全，而神经网络模型适用于关系结构复杂的知识图谱补全；现有知识图谱补全技术存在关系复杂性高、语义信息难以获取、训练代价大、模型扩展性差等不足.从知识图谱中复杂关系处理、上下文语义获取、节点间长期依赖关系捕获、模型融合与可扩展性等方面来展望了知识图谱补全技术未来主要研究方向.     

基于地理空间数据的知识图谱构建技术研究

随着3S技术迅猛发展,地理空间数据呈现出爆发式增长趋势,基于地理空间数据构建知识图谱,实现数据到空间知识的转换成为亟待解决的科学问题。针对通用知识图谱仅以属性和语义关系表示空间知识,以及空间关系相对缺失等问题,该文首先描述了空间关系的表示方法;其次,提出了基于空间关系的知识图谱构建技术流程,重点研究空间关系抽取和表示以及多源地理空间数据融合的问题,实现了地理知识图谱构建;最后,论述知识图谱在地理空间领域的应用方向。该研究可以促进地理空间数据和语义网技术的整合,实现网络文本空间化、空间数据语义化,进一步提高智能化服务水平。     

人工智能"新基建"与知识图谱

新型基础设施建设是为加快国家规划建设推出的重大工程和基础设施建设项目,面向新产业、新业态和新模式,同时助力传统基础设施的智能化改造.当前人工智能的发展仍然处于弱人工智能的状态,研究重心由感知智能过渡到认知智能.知识图谱是一种用图模型来描述知识和建模世界万物之间关联关系的大规模语义网络,帮助机器实现理解、解释和推理的能力...     

知识图谱构建技术综述

知识图谱在医疗、金融、农业等领域得到快速发展与广泛应用,其可以高效整合海量数据的有效信息,为实现语义智能化搜索以及知识互联打下基础。随着深度学习的发展,传统基于规则和模板的知识图谱构建技术已经逐渐被深度学习所替代。梳理知识抽取、知识融合、知识推理3类知识图谱构建技术的发展历程,重点分析基于卷积神经网络、循环神经网络等深度学习的知识图谱构建方法,并归纳现有方法的优劣性与发展思路。此外,深度学习虽然在自然语言处理、计算机视觉等领域取得了较大成果,但自身存在依赖大规模样本、缺乏推理性与可解释性等缺陷,限制了其进一步发展。为此,对知识图谱应用于深度学习以改善深度学习自身缺陷的相关方法进行整理,分析深度学习的可解释性、指导性以及因果推理性,归纳知识图谱的优势以及发展的必要性。在此基础上,对知识图谱构建技术以及知识图谱应用于深度学习所面临的困难和挑战进行梳理和分析,并对该领域的发展前景加以展望。     

智能化的程序搜索与构造方法综述

互联网、机器学习、人工智能等技术的迅速发展以及大量开源软件和开源社区的出现给软件工程的发展带来了新的机遇和挑战.目前在互联网上已经存在了数十亿行的各类程序代码,这些代码中存在着各种知识,尤其是众多已被广泛使用、高质量的软件代码,由此催生了利用大规模代码资源中蕴涵的众多知识进行智能化软件开发的新思路.它试图充分利用互联网中存在的代码资源、知识和群体智慧,以有效提高软件开发的效率和质量,其核心技术是程序搜索与构造,具有非常重要的理论与应用价值.目前该方向的研究工作主要集中在代码搜索、程序合成、代码推荐与补全、缺陷检测、代码风格改善、程序自动修复等方面.本文从以上几个方面对当前的主要研究工作进行综述,对具体的理论和技术途径进行梳理,并在最后总结了目前该领域研究过程中面临的挑战,给出了建议的研究方向.     

Intelligent Development Environment and Software Knowledge Graph

Software intelligent development has become one of the most important research trends in software engineering. In this paper, we put forward two key concepts — intelligent development environment (IntelliDE) and software knowledge graph — for the first time. IntelliDE is an ecosystem in which software big data are aggregated, mined and analyzed to provide intelligent assistance in the life cycle of software development. We present its architecture and discuss its key research issues and challenges. Software knowledge graph is a software knowledge representation and management framework, which plays an important role in IntelliDE. We study its concept and introduce some concrete details and examples to show how it could be constructed and leveraged.     

智能代码补全研究综述

代码补全（code completion）是自动化软件开发的重要功能之一，是大多数现代集成开发环境和源代码编辑器的重要组件.代码补全提供即时类名、方法名和关键字等预测，辅助开发人员编写程序，直观提高软件开发效率.近年来，开源软件社区中源代码和数据规模不断扩大，人工智能技术取得卓越进展，这对自动化软件开发技术产生了极大促进作用.智能代码补全（intelligent code completion）根据源代码建立语言模型，从语料库学习已有代码特征，根据待补全位置的上下文代码特征在语料库中检索最相似的匹配项进行推荐和预测.相对于传统代码补全，智能代码补全凭借其高准确率、多补全形式、可学习迭代的特性成为软件工程领域的热门方向之一.研究者们在智能代码补全方面进行了一系列研究，根据这些方法如何表征和利用源代码信息的不同方式，可以将它们分为基于编程语言表征和基于统计语言表征两个研究方向，其中，基于编程语言表征又分为标识符序列、抽象语法树、控制/数据流图3个类别，基于统计语言表征又分为N-gram模型、神经网络模型两个类别.从代码表征的角度入手，对近年来代码补全方法研究进展进行梳理和总结，主要内容包括：（1）根据代码表征方式阐述并归类了现有的智能代码补全方法；（2）总结了代码补全的一般过程和模型评估中的模型验证方法与性能评估指标；（3）归纳了智能代码补全的主要挑战；（4）展望了智能代码补全的未来发展方向.     

基于概念图的汉语语义计算的研究与实现

中文信息处理的发展迫切需要加强汉语语义理论的研究,尤其是汉语语义表示形式和语义计算的研究。针对目前汉语语义计算方法的计算结果并不准确的问题,提出了一种基于概念图的汉语语义计算方法。该方法以“知网”为语义知识资源,以概念图为知识表示方法,把自然语言文本转化为概念图,通过概念图的匹配实现语义计算,以改善语义计算的效果。实验结果表明该方法对汉语语义计算是有效的。     

基于知识图谱的智能问答研究综述

基于知识图谱的问答是近年来研究热点,从基于模板、语义解析、深度学习、知识图谱嵌入四方面介绍基于知识图谱智能问答实现,归纳了各类方法的优缺点,及尚未解决的关键问题。结合当前人工智能技术发展,重点介绍了基于深度学习的智能问答,有助于更多研究者投身于智能问答研究,根据不同行业需求研发适用于不同领域的问答系统,提高社会智能化信息服务水平。     

Intelligent software web agents: A gap analysis

Semantic web technologies have shown their effectiveness, especially when it comes to knowledge representation, reasoning, and data integration. However, the original semantic web vision, whereby machine readable web data could be automatically actioned upon by intelligent software web agents, has yet to be realised. In order to better understand the existing technological opportunities and challenges, in this paper we examine the status quo in terms of intelligent software web agents, guided by research with respect to requirements and architectural components, coming from the agents community. We use the identified requirements to both further elaborate on the semantic web agent motivating use case scenario, and to summarise different perspectives on the requirements from the semantic web agent literature. We subsequently propose a hybrid semantic web agent architecture, and use the various components and subcomponents in order to provide a focused discussion in relation to existing semantic web standards and community activities. Finally, we highlight open research opportunities and challenges and take a broader perspective of the research by discussing the potential for intelligent software web agents as an enabling technology for emerging domains, such as digital assistants, cloud computing, and the internet of things.     

面向链接预测的知识图谱表示学习方法综述

作为人工智能的重要基石, 知识图谱能够从互联网海量数据中抽取并表达先验知识, 极大程度解决了智能系统认知决策可解释性差的瓶颈问题, 对智能系统的构建与应用起关键作用. 随着知识图谱技术应用的不断深化, 旨在解决图谱欠完整性问题的知识图谱补全工作迫在眉睫. 链接预测是针对知识图谱中缺失的实体与关系进行预测的任务, 是知识图谱构建与补全中不可或缺的一环. 要充分挖掘知识图谱中的隐藏关系, 利用海量的实体与关系进行计算, 就需要将符号化表示的信息转换为数值形式, 即进行知识图谱表示学习. 基于此, 面向链接预测的知识图谱表示学习成为知识图谱领域的研究热点. 从链接预测与表示学习的基本概念出发, 系统性地介绍面向链接预测的知识图谱表示学习方法最新研究进展. 具体从知识表示形式、算法建模方式两种维度对研究进展进行详细论述. 以知识表示形式的发展历程为线索, 分别介绍二元关系、多元关系和超关系知识表示形式下链接预测任务的数学建模. 基于表示学习建模方式, 将现有方法细化为4类模型: 平移距离模型、张量分解模型、传统神经网络模型和图神经网络模型, 并详细描述每类模型的实现方式与解决不同关系元数链接预测任务的代表模型. 在介绍链接预测的常用的数据集与评判标准基础上, 分别对比分析二元关系、多元关系和超关系3类知识表示形式下, 4类知识表示学习模型的链接预测效果, 并从模型优化、知识表示形式和问题作用域3个方面展望未来发展趋势.     

Software trustworthiness 2.0—A semantic web enabled global source code analysis approach

There has been an ongoing trend toward collaborative software development using open and shared source code published in large software repositories on the Internet. While traditional source code analysis techniques perform well in single project contexts, new types of source code analysis techniques are ermerging, which focus on global source code analysis challenges. In this article, we discuss how the Semantic Web, can become an enabling technology to provide a standardized, formal, and semantic rich representations for modeling and analyzing large global source code corpora. Furthermore, inference services and other services provided by Semantic Web technologies can be used to support a variety of core source code analysis techniques, such as semantic code search, call graph construction, and clone detection. In this paper, we introduce SeCold, the first publicly available online linked data source code dataset for software engineering researchers and practitioners. Along with its dataset, SeCold also provides some Semantic Web enabled core services to support the analysis of Internet-scale source code repositories. We illustrated through several examples how this linked data combined with Semantic Web technologies can be harvested for different source code analysis tasks to support software trustworthiness. For the case studies, we combine both our linked-data set and Semantic Web enabled source code analysis services with knowledge extracted from StackOverflow, a crowdsourcing website. These case studies, we demonstrate that our approach is not only capable of crawling, processing, and scaling to traditional types of structured data (e.g., source code), but also supports emerging non-structured data sources, such as crowdsourced information (e.g., StackOverflow.com) to support a global source code analysis context.